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Grupo de pesquisa aplica simulações numéricas para reduzir turbulência nas asas de aeronaves

Engenharia 360
por Kamila Jessie
| 24/01/2020 3 min

Grupo de pesquisa aplica simulações numéricas para reduzir turbulência nas asas de aeronaves

por Kamila Jessie | 24/01/2020
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Simulações numéricas podem poupar alguns experimentos com protótipos e ainda descrever adequadamente diversas situações, reduzindo custos e esforços para indústria. Exemplo disso foi um estudo sobre turbulência nas asas de aeronaves, realizado na USP, com profissionais da Unicamp em parceria com a Universidade da Califórnia.

ruído interno de aerofólio e modelagem de turbulência engenharia 360
Simulação de ruído interno de aerofólio. Imagem: fem.unicamp.br

A pesquisa foi coordenada por William Wolf, do Laboratório de Ciências Aeronáuticas da Faculdade de Engenharia Mecânica, da Unicamp, em Campinas. Os coautores são Brener L. O. Ramos, também da Unicamp e Chi-An Yeh e Kunihiko Taira, da Universidade da Califórnia em Los Angeles.

Esse tipo de cabeçalho em um artigo científico evidencia as camadas que as pesquisas precisam atravessar e a diversidade de profissionais presentes no desenvolvimento de ciência e tecnologia. Também fica a dica para quem pensa que o trabalho da academia sempre envolve um viés de isolamento. Não é necessariamente assim. Em toda e qualquer área a se seguir, colaborações são necessárias e positivas!

Esta pesquisa em simulações numéricas para redução de turbulência em asas de aeronaves teve financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Segue o texto para ver o produto, mesmo diante das turbulências no cenário científico do Brasil:

Simulações numéricas de turbulência

Indo para o ponto, que é o paper publicado na revista Physical Review Fluids, o grupo de estudantes realizou simulações de alta fidelidade para estudar técnicas de controle ativo de escoamento. Isso foi feito com o objetivo de avaliar como aliviar o estol dinâmico profundo de um aerofólio SD7003 em movimento de mergulho. Para a Assessoria de Comunicação da USP, em vídeo, o professor Wolf explicou que “neste trabalho, nos dedicamos a entender como a turbulência impacta os escoamentos na indústria aeronáutica e de energia eólica, por exemplo”.

Normalmente, a indústria utilizava ensaios experimentais com protótipos e isso custa caro, logo, a simulação numérica reduz custos de projeto, seja para otimizar uma nova geometria de asa ou para se projetar uma nova configuração de turbina eólica. Aqui, utilizamos os supercomputadores que são capazes de realizar simulações tão acuradas quanto um experimento”. E aqui fica uma deixa para quem tem interesses voltados para engenharia mecânica, aeroespacial ou demais segmentos mais materiais, digamos assim, mas está na área de modelagem computacional.

Computadores de alto desempenho

Simulações numéricas para resolver equações que não têm solução analítica, em geral, são obtidas por intermédio de um cluster de computadores de alto desempenho. No caso específico deste trabalho, para estudar a turbulência nas asas das aeronaves, foi usado o Euler.

O Cluster Euler, do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), é um exemplo de computadores que permitem essas soluções. O link com a computação fica nítido quando a gente conta para vocês que o CeMEAI encontra-se no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional. Cabe citar que, além do CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas fazendo ciência por lá.

Grupo de pesquisa do Laboratório de Ciências Aeronáuticas da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp, onde estudam, por meio de simulação numérica, efeitos da turbulência em asas de aeronaves, dentre outros. Engenharia 360.
Grupo de pesquisa do Laboratório de Ciências Aeronáuticas da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp. Imagem: fem.unicamp.br

Fonte: Assessoria de Comunicação da USP.

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Kamila Jessie

Engenheira ambiental e sanitarista, MSc. e atualmente doutoranda em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo. http://orcid.org/0000-0002-6881-4217

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